發(fā)布時間：2021-02-24 06:19

　　為實現(xiàn)對不同方向海洋來流波浪能量的高效俘獲,設(shè)計了一種基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的直接驅(qū)動式波浪能量轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的支鏈單元采用彈簧連接永磁體動子,通過與定子線圈的相對運動實現(xiàn)波浪能與電能的轉(zhuǎn)換。在特定海域波浪環(huán)境下對該波能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動力學(xué)分析,并基于弗汝德-克雷洛夫假定法計算了轉(zhuǎn)換器所承受的水平和垂直波浪力;采用ADAMS動力學(xué)仿真分析軟件對該波能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動力學(xué)建模與能量轉(zhuǎn)換仿真分析,研究了波浪力作用下其彈性支鏈的變形規(guī)律,并分析了支鏈彈簧剛度系數(shù)與動平臺質(zhì)量之比對轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換率的影響。研究結(jié)果表明:在波浪激勵下,該波能轉(zhuǎn)換器能夠俘獲由垂向和橫向波浪運動產(chǎn)生的能量;通過優(yōu)化調(diào)整支鏈彈簧剛度系數(shù)與動平臺質(zhì)量的比值,該波能轉(zhuǎn)換器的最大能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)35.2%。研究結(jié)果可為新型高效波能發(fā)電裝置的設(shè)計提供重要的理論依據(jù)。 

【文章來源】：工程設(shè)計學(xué)報. 2019,26(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

直驅(qū)式波能轉(zhuǎn)換器及其支鏈發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)示意圖

，采用繞射理論求解波浪力；當(dāng)h/D<1且D/λ<0.2時，波浪力主要由慣性力組成，采用F-K法計算波浪力。通過計算h/D與D/λ的值發(fā)現(xiàn)，采用F-K法近似計算直驅(qū)式波能轉(zhuǎn)換器所受波浪力較為合適。先計算出未經(jīng)擾動的入射波壓強(qiáng)對浮體的作用力，再乘以反映附加質(zhì)量效應(yīng)和繞射效應(yīng)的繞射系數(shù)C進(jìn)行修正［17］。在波浪域中建立如圖4所示的直角坐標(biāo)系和圓柱坐標(biāo)系，坐標(biāo)系之間的對應(yīng)關(guān)系為：x=rcosθ,y=rsinθ,z=z(4)在圓柱坐標(biāo)系下，設(shè)θ=π2+φ，p表示未經(jīng)擾動的入射波在浮體表面任意一點處的壓強(qiáng)，其表達(dá)式為：圖2波浪力作用下浮體的運動學(xué)模型Fig.2Kinematicmodeloffloatingbodyunderwaveaction圖3直驅(qū)式波能轉(zhuǎn)換器初始位置Fig.3Initialpositionofdirect-drivenwaveenergyconverter圖4波浪力計算的直角坐標(biāo)系與圓柱坐標(biāo)系Fig.4Cartesiancoordinatesystemandcylindricalcoordinatesystemforwaveforcecalculation··589

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]振動發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)建模與頻率特性分析[J]. 王志華,張少鵬,姚濤,呂殿利,張惠娟.  電工電能新技術(shù). 2017(11)
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[3]波浪發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展及直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)研究綜述[J]. 肖曦,擺念宗,康慶,聶贊相,黃宣睿.  電工技術(shù)學(xué)報. 2014(03)
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[5]直線開關(guān)磁阻電機(jī)的波浪發(fā)電系統(tǒng)建模[J]. 梁得亮,隋宏亮,杜錦華,鐘守平.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2010(10)
[6]永磁直線波力發(fā)電機(jī)的磁場分析與參數(shù)計算[J]. 陶果,鄧琦,邱阿瑞,范航宇.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(01)

博士論文
[1]擺式波浪發(fā)電系統(tǒng)建模與功率控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 肖文平.華南理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]新型振蕩浮體式并聯(lián)海浪發(fā)電裝置的設(shè)計與研究[D]. 陳偉聰.上海交通大學(xué) 2015



本文編號：3048930